(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
固定側に配置されて無線送受信部を備えた親機と、移動側に配置されて電池電源で動作する無線送受信部を備えた子機とを設け、前記親機と子機との間に下り電波の送受信による下り無線回線と上り電波の送受信による上り無線回線からなる双方向無線回線を確立して前記移動側の状態を通信する無線通信システムに於いて、
前記移動側の状態を検知して前記子機に状態検知信号を出力する状態センサを設け、
前記下り電波と上り電波を異なる周波数に設定し、
前記親機は待機状態で前記上り電波を連続受信しており、
前記子機は待機状態で前記下り電波を間欠受信しており、
前記子機は前記待機状態で前記状態センサの状態検知信号から所定の状態を検知した場合、前記間欠受信を連続受信に切替えると共に前記上り電波に前記状態センサの検知情報を乗せて前記親機に送信し、
前記親機は前記子機からの前記上り電波の受信を検知した場合、前記下り無線回線を確立することを特徴とする無線通信システム。
【請求項２】
請求項１記載の無線通信システムに於いて、
前記親機は前記下り電波の送信を開始して前記下り無線回線を確立した後に、前記下り電波に乗せて通信開始電文を前記子機に送信し、
前記子機は前記親機からの通信開始電文の受信を検知した場合、所定の応答電文を前記上り電波に乗せて前記親機に送信し、
前記親機は前記子機からの応答電文の受信を検知した場合、前記応答電文を処理することを特徴とする無線通信システム。
【請求項３】
請求項２記載の無線通信システムに於いて、前記子機は、前記応答電文として前記状態センサの状態検知信号に基づく状態検知電文または他のセンサの検知信号に基づく所定の検知電文を送信することを特徴とする無線通信システム。
【請求項４】
請求項１記載の無線通信システムに於いて、前記子機及び／又は親機に無線回線の確立を表示する表示部を備えたことを特徴とする無線通信システム。
【請求項５】
請求項１記載の無線通信システムに於いて、前記親機は前記上り無線回線の確立中に所定時間のあいだ前記上り電波の受信が断たれた場合に、待機状態に移行することを特徴とする無線通信システム。
【請求項６】
請求項１記載の無線通信システムに於いて、前記子機は前記上り電波の送信開始から所定時間を経過しても前記親機から下り電波を受信しない場合、前記待機状態に移行することを特徴とする無線通信システム。
【請求項７】
請求項１記載の無線通信システムに於いて、前記状態センサは、前記移動側の振動を検知して前記子機に振動検知信号を出力する振動センサであり、
前記子機は前記待機状態で前記振動センサの振動検知信号から振動を検知した場合、前記間欠受信を連続受信に切替えると共に前記上り電波の送信を開始することを特徴とする無線通信システム。
【請求項８】
請求項７記載の無線通信システムに於いて、
前記子機は前記待機状態で前記振動センサの振動検知信号から所定時間を越える振動停止を検知した場合、前記間欠受信を連続受信に切替えると共に前記上り電波の送信を開始して前記上り無線回線を確立することを特徴とする無線通信システム。
【請求項９】
固定側に配置され、移動側に配置された電池電源で動作する子機との間で下り電波の送受信による下り無線回線と上り電波の送受信による上り無線回線からなる双方向無線回線を確立して前記移動側の状態を通信する親機に於いて、
前記下り電波と上り電波を異なる周波数に設定して前記子機との間で送受信を行う送受信部と、
待機状態で上り電波を連続受信しており、前記子機が前記移動側の状態変化を検知して前記子機から前記上り電波の受信を検知した場合、前記下り電波の送信を開始して前記下り無線回線を確立し、前記子機からの前記状態変化を乗せた上り電波を受信して処理する親機制御部と、
を設けたことを特徴とする親機。
【請求項１０】
請求項９記載の親機に於いて、前記親機制御部は、前記下り電波の送信を開始して前記下り無線回線を確立した後に、前記下り電波に乗せて通信開始電文を前記子機に送信し、前記子機からの応答電文の受信を検知した場合に、前記応答電文を処理することを特徴とする親機。
【請求項１１】
請求項１０記載の親機に於いて、前記親機制御部は、前記下り電波の送信開始から所定時間を経過しても前記子機から上り電波を受信しない場合、外部に通信障害信号を出力して前記待機状態に移行することを特徴とする親機。
【請求項１２】
請求項９記載の親機に於いて、前記親機制御部は、前記上り無線回線の確立中に所定時間のあいだ前記上り電波の受信が断たれた場合、前記待機状態に移行することを特徴とする親機。
【請求項１３】
移動側に配置され、固定側に配置された親機との間で下り電波の送受信による下り無線回線と上り電波の送受信による上り無線回線からなる双方向無線回線を確立して通信する電池電源で動作する子機に於いて、
前記移動側に配置され、前記移動側の状態を検知して状態検知信号を出力する状態センサと、
前記下り電波と上り電波を異なる周波数に設定して前記親機との間で送受信を行う送受信部と、
待機状態で前記下り電波を間欠受信しており、前記待機状態で前記状態センサの状態検知信号から所定の状態を検知した場合、前記間欠受信を連続受信に切替えて前記下り無線回線を確立すると共に前記上り電波の送信を開始して前記上り無線回線を確立して前記状態センサの検知情報を送信する子機制御部と、
を設けたことを特徴とする子機。
【請求項１４】
請求項１３記載の子機に於いて、前記子機制御部は、前記上り電波の送信を開始して前記下り無線回線を確立した後に、前記親機からの通信開始電文の受信を検知した場合、所定の応答電文を前記上り電波に乗せて前記親機に送信することを特徴とする子機。
【請求項１５】
請求項１４記載の子機に於いて、前記子機制御部は、前記応答電文として前記状態センサの状態検知信号に基づく状態検知電文または他のセンサの検知信号に基づく所定の検知電文を送信することを特徴とする子機。
【請求項１６】
請求項１３記載の子機に於いて、
前記状態センサは、前記移動側の振動を検知して前記子機に振動検知信号を出力する振動センサであり、
前記子機制御部は、前記待機状態で前記振動センサの振動検知信号から振動を検知した場合、前記間欠受信を連続受信に切替えると共に前記上り電波の送信を開始して前記上り無線回線を確立することを特徴とする子機。
【請求項１７】
請求項１６記載の子機に於いて、
前記子機制御部は、前記待機状態で前記振動センサの振動検知信号から所定時間を越える振動停止を検知した場合、前記間欠受信を連続受信に切替えると共に前記上り電波の送信を開始して前記上り無線回線を確立することを特徴とする子機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、固定側と移動側との間に双方向無線回線を確立して必要な情報や信号を送受信する無線通信システム、親機及び子機に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、各種機器や装置の生産設備にあっては、複数の工程を作業順に分け、各工程毎に必要な機械装置を設置したステーションを順番に並べ、複数のステーションに対し搬送機構を使用してワークを順番に移動させながら加工、組立などの作業を行うライン生産方式がとられている。
【０００３】
このようなライン生産方式にあっては、工程順に並べられた複数のステーションに、適宜の搬送機構を使用してワークを移動する場合、ステーション毎にワークの停止位置を予め定め、移動中のワークが所定の停止位置に到達したこと検知して搬送機構を停止し、ステーションにワークを送り込んで必要な工程作業をしている。
【０００４】
ワークの停止位置の検知は、通常、固定設備となるステーション側に適宜のセンサを設置し、ワークの停止位置への移動をセンサにより検知して搬送機構を停止するような制御を行っている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００５−１８２３８８号公報
【特許文献２】特開２００４−２２１２７７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、このような従来の生産設備におけるワークの停止位置検知にあっては、ステーションなどの固定側にセンサを設置し、ワークの特定部位がセンサの検知エリアに入ることで停止位置への到達を検知していたため、ワークの形が変わると停止位置を検知するセンサの配置も変更して再調整しなければならず、生産設備の自由度が低いという問題がある。
【０００７】
この問題を解決するためには移動側となるワークにセンサを搭載し、ステーションの停止位置に停止位置を示す部材を設置し、ワークの形が変わってもセンサの位置を予め決めておくことで、ステーション側の固定設備を変更することなく柔軟に対応することを可能とする。
【０００８】
しかし、移動側のワークにセンサを設置した場合、センサからの信号を固定側の制御部に送るための信号線として搬送機構によるワークの移動範囲で伸縮するものが必要となり、また信号線は伸縮を繰り返すとストレスが加わるために断線の可能性もある。
【０００９】
このため移動側のワークに設けたセンサからの検知信号を無線により固定側となる制御部に伝送するリモートセンシングが考えられる。即ち、固定側となる制御部に無線送受信機能を備えた親機を設置し、移動側となるワークに無線送受信機能を備えた子機を配置し、親機と子機の間で必要な信号を通信する。
【００１０】
しかし、生産現場には様々なノイズ源が存在し、子機を配置したワークが移動することから電波環境が変化し、そのときの電波の通信状況によっては無線通信がうまくいかない可能性があり、信頼性の点で課題が残されている。
【００１１】
このような問題はワークの停止位置検知に限らず、移動物体の種別や状態を監視して、移動物体の種別や状態に応じて生産ラインのルート変更、移動物体の取り外しやライン停止を行う場合に信号や情報を送受信する場合に同様の問題が考えられる。
【００１２】
その他にも例えば生体位置検知システムにあっては、クマ、サル、イノシシ、シカ等の野生動物の生態を、電波を用いて観察するため、対象となる野生動物の身体にアンテナを一体化した小型送信機として機能する発信機（子機）を装着して放獣し、発信機からの電波を受信機（親機）で受信して位置を把握するようにしている。
【００１３】
しかしながら、野生動物に装着した発信機からの電波は、山間地が多い観察エリアでは地形や樹木などにより電波が妨げられて受信機に届かない場合が頻繁に発生し、単に発信機からの電波を受信機で受信しているだけでは、無線回線の確立が保証されず、野生動物の行動に関する情報を安定して収集することが困難になるといった同様な問題がある。
また、電池駆動している送信機から絶えず無線電波を送信すると電池寿命が短くなり、送信機のメンテナンスを行う頻度が多くなるという問題がある。
【００１４】
本発明は、固定側と移動側との間で双方向無線回線を確立した場合の信号送受信の信頼性と安定性を向上する無線通信システム、親機及び子機を提供することを目的とする。
【００１５】
また本発明は、移動側の動き等の状態に応じて固定側との間に双方向無線回線を確立した場合の信号送受信の信頼性と安定性を向上する無線通信システム、親機及び子機を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
（無線通信システム）
本発明は、固定側に配置されて無線送受信部を備えた親機と、移動側に配置されて電池電源で動作する無線送受信部を備えた子機とを設け、親機と子機との間に下り電波の送受信による下り無線回線と上り電波の送受信による上り無線回線からなる双方向無線回線を確立して移動側の状態を通信する無線通信システムに於いて、
移動側の状態を検知して子機に状態検知信号を出力する状態センサを設け、
下り電波と上り電波を異なる周波数に設定し、
親機は待機状態で上り電波を連続受信しており、
子機は待機状態で下り電波を間欠受信しており、
子機は待機状態で状態センサの状態検知信号から所定の状態を検知した場合、間欠受信を連続受信に切替えると共に上り電波に状態センサの検知情報を乗せて親機に送信し、
親機は子機からの上り電波の受信を検知した場合、下り無線回線を確立することを特徴とする。
【００１７】
本発明の無線通信システムおいて、更に、
親機は、下り電波の送信を開始して下り無線回線を確立した後に、下り電波に乗せて通信開始電文を子機に送信し、
子機は親機からの通信開始電文の受信を検知した場合、所定の応答電文を上り電波に乗せて親機に送信し、
親機は子機からの応答電文の受信を検知した場合、応答電文を処理する。
【００１８】
ここで、子機は、応答電文として状態センサの状態検知信号に基づく状態検知電文または他のセンサの検知信号に基づく所定の検知電文を送信する。
【００１９】
子機及び／又は親機に無線回線の確立を表示する表示部を備える。
【００２０】
親機は上り無線回線の確立中に所定時間のあいだ上り電波の受信が断たれた場合に、待機状態に移行する。
【００２１】
子機は上り電波の送信開始から所定時間を経過しても親機から下り電波を受信しない場合、待機状態に移行する。
【００２２】
状態センサは、移動側の振動を検知して子機に振動検知信号を出力する振動センサであり、
子機は待機状態で振動センサの振動検知信号から振動を検知した場合、間欠受信を連続受信に切替えると共に上り電波の送信を開始する。
【００２３】
子機は待機状態で振動センサの振動検知信号から所定時間を越える振動停止を検知した場合、間欠受信を連続受信に切替えると共に上り電波の送信を開始して上り無線回線を確立する。
【００２４】
（親機）
本発明は、固定側に配置され、移動側に配置された電池電源で動作する子機との間で下り電波の送受信による下り無線回線と上り電波の送受信による上り無線回線からなる双方向無線回線を確立して移動側の状態を通信する親機に於いて、
下り電波と上り電波を異なる周波数に設定して子機との間で送受信を行う送受信部と、
待機状態で上り電波を連続受信しており、子機が移動側の状態変化を検知して子機から上り電波の受信を検知した場合、下り電波の送信を開始して下り無線回線を確立し、子機からの状態変化を乗せた上り電波を受信して処理する親機制御部と、
を設けたことを特徴とする。
【００２５】
親機制御部は、下り電波の送信を開始して下り無線回線を確立した後に、下り電波に乗せて通信開始電文を子機に送信し、子機からの応答電文の受信を検知した場合に、応答電文を処理する。
親機制御部は、下り電波の送信開始から所定時間を経過しても子機から上り電波を受信しない場合、外部に通信障害信号を出力して待機状態に移行する。
【００２６】
親機制御部は、上り無線回線の確立中に所定時間のあいだ上り電波の受信が断たれた場合、待機状態に移行する。
【００２７】
（子機）
本発明は、移動側に配置され、固定側に配置された親機との間で下り電波の送受信による下り無線回線と上り電波の送受信による上り無線回線からなる双方向無線回線を確立して通信する電池電源で動作する子機に於いて、
移動側に配置され、移動側の状態を検知して状態検知信号を出力する状態センサと、
下り電波と上り電波を異なる周波数に設定して親機との間で送受信を行う送受信部と、
待機状態で下り電波を間欠受信しており、待機状態で状態センサの状態検知信号から所定の状態を検知した場合、間欠受信を連続受信に切替えて下り無線回線を確立すると共に上り電波の送信を開始して上り無線回線を確立して状態センサの検知情報を送信する子機制御部と、
を設けたことを特徴とする。
【００２８】
子機制御部は、更に、上り電波の送信を開始して下り無線回線を確立した後に、親機からの通信開始電文の受信を検知した場合、所定の応答電文を上り電波に乗せて親機に送信する。
【００２９】
子機制御部は、応答電文として振動センサの状態検知信号に基づく状態検知電文または他のセンサの検知信号に基づく所定の検知電文を送信する。
状態センサは、移動側の振動を検知して子機に振動検知信号を出力する振動センサであり、
子機制御部は、子機制御部は、待機状態で前記振動センサの振動検知信号から所定時間を越える振動停止を検知した場合、間欠受信を連続受信に切替えると共に上り電波の送信を開始して上り無線回線を確立する。
【発明の効果】
【００３０】
本発明によれば、例えば生産設備の移動側のワークに子機と共に状態センサとして配置した例えば振動センサにより移動側の動きに伴う振動が検知された場合、待機状態にある子機が間欠受信から連続受信に切り替わると共に親機に対し上り電波を送信し、これを受けて待機状態にある親機が子機に下り電波を送信し、これによって上り無線回線と下り無線回線からなる双方向無線回線が親機と子機の間に確立され、親機からの通信開始信号やこれに応答した子機側のセンサで検知した検知電文を略リアルタイムで送受信することができる。
【００３１】
特に子機の振動センサによる移動側の振動検知を契機に、子機と親機の間に双方向無線回線が確立されるという移動側となる子機を主体として通信動作が開始され、例えば生産設備で移動するワークに子機と振動センサを配置しておくことで、固定側の親機からの制御指示を必要とすることなく、ワークの移動を開始すると子機と親機の間に双方向無線回線が確立されて必要な信号や情報の送受信ができる。
【００３２】
また子機を振動センサと共に野生動物に装着している場合には、野生動物の活動中は振動検知に基づく双方向無線回線が確立で振動検知電文等を上り電波に載せて親機に送信し、その時の野生動物の行動を略リアルタイムで検知することができる。
【００３３】
また親機と子機との間に確立される上り無線回線と下り無線回線の周波数を別々にすることで、上り電文と下り電文を重複して送信しても、混信を起すことなく確実に電文を送受信することができる。
【００３４】
また親機と子機の間に確立されている上り無線回線と下り無線回線の状況を常に監視しており、電波受信が所定時間を越えて断たれた場合、通信障害を検知して待機状態に戻ることで、適切に対応できる。
【００３５】
また子機は電池電源で動作しており、待機状態では間欠受信とすることで充分な電池寿命を確保することができる。
【００３６】
また、振動センサによる所定時間を越える振動停止の検知を契機に、上り無線回線と下り無線回線からなる双方向無線回線が親機と子機の間に確立して必要な信号や情報を送受信することで、例えば生産設備であれば移動側の休止が判別でき、また野生動物の場合であれば例えば冬眠に入ったことが判別でき、移動側の状況を適切に把握できる。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本発明による無線通信システムを生産設備に適用した例を示した説明図
【図２】本発明による親機と子機の機能構成の実施形態を示したブロック図
【図３】本発明による無線通信処理を示したタイムチャート
【図４】図３に続く無線通信処理を示したフローチャート
【図５】回線確立中に通信障害が発生した場合の処理を示したタイムチャート
【図６】回線確立中に他の通信障害が発生した場合の処理を示したタイムチャート
【図７】回線確立後に通信障害が発生した場合の処理を示したタイムチャート
【図８】図７に続く回線確立後に通信障害が発生した場合の処理を示したタイムチャート
【図９】図２の子機制御処理の実施形態を例示したフローチャート
【図１０】図２の親機制御処理の実施形態を例示したフローチャート
【図１１】本発明による無線通信システムを生産設備に適用した他の例を示した説明図
【図１２】本発明による無線通信システムを生産設備に適用した他の例を示した説明図
【図１３】本発明による無線通信システムを野生動物観察に適用した例を示した説明図
【図１４】図１３の野生動物観察における本発明による無線通信処理を示したタイムチャート
【図１５】図１４に続く無線通信処理を示したフローチャート
【図１６】振動停止の検知を契機に双方向無線回線を確立する本発明による無線通信処理を示したタイムチャート
【図１７】図１６に続く無線通信処理を示したフローチャート
【発明を実施するための形態】
【００３８】
図１は本発明による無線通信システムを適用した生産設備の一例を示した説明図である。図１において、生産設備は制御部１６、駆動部１８、搬送機構２０及び工程順に従って搬送機構２０に対し順番に配置されたステーション２２ａ〜２２ｃで構成されている。
【００３９】
制御部１６は駆動部１８を制御し、駆動部１８は搬送機構２０の作動により被駆動部となるワーク２４をステーション２２ａ側からステーション２２ｂ，ステーション２２ｃの順に搬送し、各ステーションで必要な作業を行わせる。
【００４０】
制御部１６は駆動部１８に対し制御開始信号を出力し、搬送機構２０によりワーク２４をステーション２２ａの停止位置マーカ２６ａで定まる所定位置に移動した後、駆動部１８に制御終了信号を出力して停止させる。
【００４１】
停止位置マーカ２６ａで定まる位置に停止したワーク２４は、ステーション２２ａにおいて必要な組立作業などが行われる。組立作業が終了すると、制御部１６はワーク２４を次のステーション２２ｂに設けた停止位置マーカ２６ｂで定まる位置に、駆動部１８に対する制御に基づく搬送機構２０の作動で移動し、ステーション２２ｂにおいて必要な組立作業などを行う。最終的にワーク２４は、ステーション２２ｃの停止位置マーカ２６ｃで定まる位置に移動され、ステーション２２ｃによる組立作業を行って一連の作業工程を終了する。
【００４２】
このような生産設備に対し、本発明による無線通信システムとして、固定側となる制御部１８側に親機１０が設置されて信号線接続され、一方、移動側となるワーク２４に子機１２が設置されている。またワーク２４には、停止位置マーカ２６ａ〜２６ｃへの到達を検知する停止位置センサ１４と、移動側となるワーク２４の振動を検知して振動検知信号を出力する振動センサ１５が設けられ、子機１２に入力接続している。
【００４３】
停止位置センサ１４としては機械的なセンサスイッチ、光学的な光検出スイッチなど適宜のセンサを用いることができる。振動センサ１５としては例えば万歩計（Ｒ）などに使用している鋼球の機械的な動きを検知するセンサや加速度を検知するセンサ等を用いる。
【００４４】
親機１０は無線送受信部を備え、また子機１２も同様に無線送受信部を備えている。制御部１６は制御を開始する場合、駆動部１８に制御信号を出力し、搬送機構２０を作動してワーク２４の移動を開始させる。
【００４５】
ワーク２４が搬送機構２０により移動を開始すると、移動開始で発生するワーク２４の振動を振動センサ１５の振動検知信号から子機１２が検知し、親機１０との間に周波数の異なる上り無線回線と下り無線回線からなる双方向無線回線を確立し、制御中、確立した双方向無線回線を維持する。
【００４６】
双方向無線回線の確立中にワーク２４に設けている停止位置センサ１４で例えば停止位置マーカ２６ａを検出すると、子機１２から上り無線回線を介して親機１０に停止位置検知電文を送信する。停止位置検知電文を受信した親機１０は、制御部１６に対し停止位置検出信号を出力し、これにより制御部１６は駆動部１８に制御終了信号を出力し、搬送機構２０を停止して、ワーク２４を検知した停止位置マーカ２６ａに対応した位置に停止させる。勿論、下り無線回線と上り無線回線の確立中にあっては、親機１０と子機１２の間で必要に応じて適宜の信号送受信ができる。
【００４７】
親機１０は双方向無線回線の確立から所定時間経過すると子機１２に対し通信終了電文を送信し、これによって制御中に確立されていた双方向無線回線が解除されて待機状態に戻るようになる。
【００４８】
図２は図１に示した親機と子機の機能構成の実施形態を例示したブロック図である。図２において、親機１０はマイクロプロセッサなどを用いた親機制御部２８、送信部３０、受信部３２、アンテナ３４、メモリ３５、操作部３６、表示部３８、入出力部４０及び外部からの商用電源が常時供給された電源部４２で構成されている。
【００４９】
一方、子機１２はマイクロプロセッサなどを用いた子機制御部４４、受信部４６、送信部４８、アンテナ５０、メモリ５１、操作部５２、表示部５４及び電池電源部５６で構成され、子機制御部４４に対しては停止位置センサ１４と振動センサ１５が入力接続されている。
【００５０】
親機１０に設けた送信部３０と受信部３２、及び子機１２に設けた受信部４６と送信部４８は、日本国内の場合には例えば特定小電力無線局に準拠した構成を備える。
【００５１】
本実施形態にあっては、親機１０の送信部３０は下り周波数ｆ１＝３１５ＭＨｚの下り電波を送信し、子機の受信部４６は親機１０から送信した下り周波数ｆ１＝３１５ＭＨｚの下り電波を受信する。これが下り無線回線となる。
【００５２】
一方、子機１２の送信部４８は上り周波数ｆ２＝４２９ＭＨｚの電波を送信し、親機１０の受信部３２は子機１２が送信した上り周波数ｆ２＝４２９ＭＨｚの電波を受信し、これが上り無線回線となる。
【００５３】
このように親機１０から子機１２に対する下り無線回線の周波数を３１５ＭＨｚとし、子機１２から親機１０に対する上り無線回線の周波数を４２９ＭＨｚと異なった周波数とすることで、親機１０と子機１２との間で同時に送受信を行っても混信が起きないようにしている。
【００５４】
親機１０は、待機状態で送信部３０の送信を停止しており、受信部３２は連続受信となっている。これに対し子機１２は、待機状態で送信部４８の送信を停止しており、受信部４６は電池電源５６による電池消耗を抑制するため間欠受信を行っている。
【００５５】
親機制御部２８に対しては、入出力部４０を介して、図１に示した制御部１６との間で信号を入出力できるようにしている。
【００５６】
子機１２の子機制御部４４にはワーク２４に設けた振動センサ１５が入力接続されており、ワーク２４の移動開始に伴う振動を振動センサ１５の振動検知信号から検知すると、まず親機１０との間に上り無線回線と上り無線回線を確立するための動作を開始する。
【００５７】
即ち子機制御部４４は、ワーク２４の振動検知を判別すると、受信部４６の間欠受信を連続受信に切替えると共に、送信部４８を動作して４２９ＭＨｚの上り電波の送信を開始する。また子機制御部４４は表示部５４に設けた送信ＬＥＤをオンし、親機１０との間における上り無線回線の確立による通信可能状態を表示すると共に所定のタイムアウト時間を設定した回線確立タイマをスタートする。
【００５８】
子機１２からの４２９ＭＨｚの上り電波は親機１０の受信部３２により受信され、これによって子機１２の送信部４８と親機１０の受信部３２との間に４２９ＭＨｚの上り電波を送受信する上り無線回線が確立される。
【００５９】
また親機制御部２８は子機１２からの４２９ＭＨｚの上り電波の受信を検知すると、送信部３０を動作して子機１２に対し３１５ＭＨｚの下り電波の送信を開始し、続いて３１５ＭＨｚの下り電波に乗せて通信開始電文を送信し、更に所定のタイムアウト時間を設定した通信管理タイマをスタートする。通信管理タイマをタイムアウト時間は、制御部１６による制御開始から制御終了までの時間に所定の余裕時間を加えた時間が設定される。
【００６０】
また親機制御部２８は受信部３２で子機１２が送信した４２９ＭＨｚの上り電波受信を検知した場合、表示部３８に設けた受信ＬＥＤをオンし、子機１２との間における上り無線回線の確立による通信可能状態を表示する。
【００６１】
子機１２の受信部４６は間欠受信から連続受信に切り替わっており、親機１０からの３１５ＭＨｚの下り電波を受信すると、親機１０の送信部３０と子機１２の受信部４６との間に３１５ＭＨｚの下り電波を送受信する下り無線回線が確立される。この状態で子機制御部４４は親機１０から送信された通信開始電文の受信を検知すると、親機１０との間に双方向無線回線が確立されたことを認識し、必要とする検知電文の送信待機状態となる。
【００６２】
子機制御部４４は、親機１０との間の双方向無線回線の確立後にあっては、親機１０からの３１５ＭＨｚの上り電波の受信を継続しており、３１５ＭＨｚの下り電波受信が所定の電波遮断許容時間を越えて断たれた場合、通信障害を検知して待機常態に移行する。
【００６３】
親機制御部２８は、子機１２との間の双方向無線回線の確立後にあっては、子機１２からの４２９ＭＨｚの上り電波の受信を継続しており、４２９ＭＨｚの上り電波受信が所定の電波遮断許容時間を越えて断たれた場合は通信障害を検知し、入出力部４０を介して制御部１６に通信障害信号を出力して待機状態に移行し、これを受けて制御部１６は制御停止などの必要な通信障害対応制御を行うことになる。
【００６４】
親機１０と子機１２の間の双方向無線回線の確立後、子機制御部４４は停止位置センサ１４からの検知信号を読み込んでおり、例えば停止位置センサ１４から図１に示した停止位置マーカ２６ａの検知信号が得られると、停止位置検知電文を作成し、送信部４８から４２９ＭＨｚの上り電波に乗せて停止位置検知電文を親機１０に送信する。
【００６５】
子機１２からの停止位置検知電文を受信した親機制御部２８は、入出力部４０を介して制御部１６に停止位置検知信号を出力し、これを受けて制御部１６は搬送停止などの制御動作を行う。
【００６６】
所定の制御動作が終了すると、親機制御部２８で通信管理タイマのタイムアウトが検知され、これに基づき親機制御部２８は通信終了電文を生成し、送信部３０から３１５ＭＨｚの下り電波に乗せて子機１２に送信する。親機１０からの通信終了電文を受信した子機１２の子機制御部４４は、受信部４６を連続受信から間欠受信に切り替えると共に、送信部４８による４２９ＭＨｚの上り電波送信を停止し、待機状態に移行する。
【００６７】
親機１０の親機制御部２８は、子機１２からの４２９ＭＨｚの上り電波受信が断たれると、通信終了を検知し、送信部３０による３１５ＭＨｚの下り電波送信を停止し、待機状態に移行する。
【００６８】
親機１０に設けた操作部３６及び子機１２に設けた操作部５２は、３１５ＭＨｚの下り無線回線及び４２９ＭＨｚの上り無線回線で使用するチャネル周波数選択を初期設定として行う。
【００６９】
また親機１０及び子機１２のそれぞれには予めアドレスが割り当てられており、例えば操作部３６に設けているディップスイッチなどにより、それぞれのアドレスを設定することができる。親機１０及び子機１２のアドレス設定は操作部３６のディップスイッチによらず、メモリ３５，５１のそれぞれにシリアル番号などをアドレスとして予め記憶しても良い。
【００７０】
親機１０と子機１２の間で送受信される電文には、送信元アドレス、送信先アドレス、データまたはコマンド、チェックコードを含んでいる。このためメモリ３５、５１は送信先となる親機１０又は子機１２の送信先アドレスを記憶してあり、送信電文に含ませている。また親機制御部２８及び子機制御部４４は、受信電文に含まれる送信先アドレスを自己アドレスと比較して一致した場合に、有効な電文受信を検知して、電文データもしくはコマンドに基づく処理を行うことになる。
【００７１】
また親機１０の送信部３０及び子機１２の送信部４８による電文の送信動作は、所定時間に亘り同じ電文データを複数回繰り返して送信する送信動作を行い、必要に応じて送信先からのＡＣＫ電文（確認応答電文）を受信し、万一、ＡＣＫ電文を受信しない場合には再送動作を予め定めたリトライ回数分、繰り返すことになる。
【００７２】
更に親機１０にあっては、所定周期ごとに子機１２に対し定期通報電文を送信している。親機１０からの定期通報電文を受信した子機１２は、そのときの子機の状態を応答する。即ち子機１２は電池電源５６の電圧低下によるローバッテリ障害や各部の障害監視をバックグラウンドで実行しており、障害を検知すると障害結果をメモリ５１に保持しており、親機１０から定期通報電文を受信した際に、障害を検知していれば、応答電文に障害情報を入れて送信する。
【００７３】
これを受けて親機１０は障害を電文から検知した場合、定期異常通報を認識して入出力部４０から制御部１６に定期通報異常信号を出力して、必要な対応措置を行わせることになる。特に子機１２は電池電源５６で動作しており、電池電圧の低下に伴うローバッテリ障害が定期通報異常として検知された場合には、オペレータに対し子機１２の電池交換を促すアラーム出力などを行うことになる。
【００７４】
図３及び図４は本発明の無線通信システムにおける無線通信処理を示したタイムチャートである。図３において、親機１０はステップＳ１で待機状態にあり、待機状態にあっては３１５ＭＨｚの下り電波の送信を停止すると共に４２９ＭＨｚの上り電波を連続受信している。また子機１２はステップＳ１０１で待機状態にあり、この待機状態にあっては、４２９ＭＨｚの上り電波の送信は停止し、３１５ＭＨｚの下り電波の受信は間欠受信としている。
【００７５】
このような親機１０及び子機１２の待機状態で、図１に示したワーク２４が制御開始に伴い搬送機構２０の駆動で移動を開始したとすると、ワーク２４に設けている振動センサ１５がステップＳ２０１で移動開始に伴う振動を検知して子機１２に出力する。
【００７６】
子機１２は振動センサ１５の振動検知信号からの振動検知に基づきステップＳ１０２で間欠受信を連続受信に切替え、ステップＳ１０３で４２９ＭＨｚの上り電波を送信し、ステップＳ１０４で送信ＬＥＤをオンして回線確立表示を行い、ステップＳ１０５で回線確立タイマをスタートする。回線確立タイマのタイムアウト時間は、親機１０との間で双方向無線回線の確立に必要な所定時間が設定されている。
【００７７】
親機１０はステップＳ２で子機１２からの４２９ＭＨｚの上り電波を受信すると、ステップＳ３で通信管理タイマをスタートする。続いて親機１０はステップＳ３で３１５ＭＨｚの下り電波を送信し、ステップＳ５で受信ＬＥＤをオンする。これにより親機側で回線確立表示を行う。続いてステップＳ６で３１５ＭＨｚの下り電波に乗せて通信開始電文を子機１２に送信する。
【００７８】
子機１２はステップＳ１０６で親機１０からの通信開始電文を受信すると、停止位置センサ１４による停止位置検知待ちとなる。なお、子機１８は親機１０からの下り電波の受信を検知するとステップＳ１０５でスタートした回線確立タイマをリセット停止する。
【００７９】
このように親機１０と子機１２の間に下り無線回線と上り無線回線からなる双方向無線回線が確立された状態でワークが所定の停止位置に達すると、停止位置センサ１４がステップＳ３０１で停止位置を検知して検知信号を子機１２に出力し、これを受けて子機１２はステップＳ１０７で停止位置検知電文を親機１０に送信する。
【００８０】
続いて図４に示すように、親機１０はステップＳ７で子機１２からの停止位置検知電文を受信すると、停止位置検知信号を制御部１６に出力し、制御部１６は停止位置検知信号に基づく処理を行い、例えばワーク２４の搬送を停止する。
【００８１】
親機１０はステップＳ９で通信管理タイマのタイムアウトを検知すると、ステップＳ１０で通信終了電文を子機１２に送信する。子機１２はステップＳ１０８で通信終了電文を受信すると、ステップＳ１０９で４２９ＭＨｚの上り電波の送信を停止し、ステップＳ１１０で連続受信を間欠受信に切り替えて待機状態に移行する。
【００８２】
親機１０はステップＳ１１で子機１２からの上り電波の受信停止を検知すると、ステップＳ１２で待機状態に移行する。
【００８３】
図５は親機と子機の間の回線確立時に通信障害が発生した場合の処理を示したタイムチャートである。図５において、子機１２はステップＳ１０１で待機状態にあり、振動センサ１５がステップＳ２０１でワーク２４の移動に伴う振動を検知すると、子機１２は振動センサ１５の振動検知信号による振動検知に基づきステップＳ１０２で間欠受信を連続受信に切替え、続いてステップＳ１０３で４２９ＭＨｚの上り電波を送信し、ステップＳ１０４で送信ＬＥＤをオンし、ステップＳ１０５で回線確立タイマをスタートする。
【００８４】
しかしながら、親機１０との間に通信障害６０が発生し、親機１０側で子機１２から送信した４２９ＭＨｚの上り電波が受信できなかったとする。この場合に親機１０はステップＳ１の待機状態を継続しており、３１５ＭＨｚの下り電波の送信は行われない。
【００８５】
このため子機１２ではステップＳ１０５でスタートした回線確立タイマが３１５ＭＨｚの下り電波が断たれていることでステップＳ１１１でタイムアウトし、ステップＳ１１２で待機状態に戻る。
【００８６】
ここで、子機１２がステップＳ１１２で待機状態に戻った場合、ワーク２４の移動に伴う振動が振動センサ１５で検知されていれば、再びステップＳ１０２からの処理が繰り返され、通信障害は一時的なことが多いため、このとき親機１０に対する通信障害が解消されていれば図３及び図４に示した正常処理を行うことができる。
【００８７】
図６は回線確立時に他の通信障害が発生した場合の処理を示したタイムチャートである。図６にあっては、振動センサ１５の振動検知に基づく子機１２のステップＳ１０３における上り無線回線の確立は成功している。
【００８８】
しかしながら、親機１０がステップＳ４で下り電波を送信した場合に通信障害６２が発生し、またステップＳ６で通信開始電文を送信した場合にも通信障害６４が発生し、子機１２側で下り電波及び通信開始電文の受信ができなかったとする。このため子機１２は下り電波が断たれたことを検知してステップＳ１１４で受信タイマをスタートし、受信タイマに設定している所定の電波遮断許容時間を経過してステップＳ１１５でタイムアウトすると、ステップＳ１１６で待機状態に移行する。
【００８９】
また親機１０にあっては、子機１２がステップＳ１１６で待機状態に戻ることで上り電波の受信が遮断されてステップＳ１３で受信タイマをスタートする。受信タイマには所定の電波遮断許容時間がタイムアウト時間として設定されており、ステップＳ１４で受信タイマがタイムアウトし、ステップＳ１５で親機１０も待機状態に戻る。
【００９０】
ここで、子機１２がステップＳ１１６で待機状態に戻った場合、ワーク２４の移動に伴う振動が振動センサ１５で検知されていれば、再びステップＳ１０２からの処理が繰り返され、通信障害は一時的なことが多いため、この時、親機１０に対する通信障害が解消されていれば図３及び図４に示した正常処理を行うことができる。
【００９１】
図７及び図８は、双方向無線回線の確立に成功したが、その後に通信障害が発生した場合の処理を示したタイムチャートである。図７において、子機１２のステップＳ１０１〜Ｓ１０６の処理、および親機１０のステップＳ１〜Ｓ６の処理は図３に示したと同じであり、両者の間に３１５ＭＨｚの下り無線回線と４２９ＭＨｚの上り無線回線からなる双方向無線回線が確立されており、停止位置センサ１４によるワーク２４の停止位置検知を待っている。
【００９２】
この状態で停止位置センサ１４がステップＳ３０１で停止位置検知を行ったとすると、子機１２はステップＳ１０７で停止位置検知電文を送信するが、この電文送信につき通信障害６６が発生したとする。
【００９３】
この通信障害６６の発生により、親機１０は子機１２からの４２９ＭＨｚの上り電波受信が断たれることで図８のステップＳ１６で所定の電波遮断許容時間をタイムアウト時間に設定した受信タイマをスタートし、スタートした受信タイマがステップＳ１７でタイムアウトするとステップＳ１８に進み、通信障害信号を制御部１６に出力し、ステップＳ１９で３１５ＭＨｚの下り電波の送信を停止した待機状態に移行する。親機１０からの通信障害検知信号を受けた制御部１６は、必要な通信障害処理を実行する。
【００９４】
一方、子機１２にあっては、親機１０がステップＳ１９で待機状態に戻ることで下り電波の受信が断たれ、このため子機１２は下り電波が断たれたことを検知してステップＳ１１８で受信タイマをスタートし、受信タイマに設定している所定の電波遮断許容時間を経過してステップＳ１１９でタイムアウトすると、ステップＳ１２０で待機状態に移行する。
【００９５】
図９は図２の子機１２の制御処理の実施形態を示したフローチャートである。図９において、子機１２の電池電源を投入すると、ステップＳ１００１で初期化及び自己診断、更には各種の設定を行い、自己診断の結果、エラーがなければステップＳ１００２の待機状態に進み、待機状態にあっては４２９ＭＨｚの上り電波の送信は停止とし、３１５ＭＨｚの下り電波の受信は間欠受信としている。
【００９６】
続いてステップＳ１００３で振動センサ１５による振動検知の有無を判別しており、振動検知を判別するとステップＳ１００４に進み、３１５ＭＨｚの下り電波の間欠受信を連続受信に切り替え、４２９ＭＨｚの上り電波を送信した後、ステップＳ１００５で送信ＬＥＤをオンして無線回線の確立を表示し、更に回線確立タイマをスタートする。
【００９７】
続いてステップ１００６で親機１０からの通信開始電文の受信の有無を検知しており、通信開始電文の受信を検知しない場合はステップＳ１００７に進み、下り電波の通信障害の有無を検知している。即ち、下り電波の受信停止が検知された場合に、所定の許容電波遮断時間を設定した受信タイマをスタートし、受信タイマがタイムアウトした場合に下り電波遮断による通信障害を検知し、ステップＳ１００２の待機状態に戻る。
【００９８】
ステップＳ１００６で通信開始電文の受信が検知された場合はステップＳ１００８に進み、停止位置センサ１４による停止位置検知の有無を判別している。停止位置検知を判別しない場合はステップＳ１００９に進み、ステップＳ１００７と同様に、下り電波の通信障害の有無を検知している。
【００９９】
ステップＳ１００８で停止位置検知が判別されるとステップＳ１０１０に進み、親機１０に対し停止位置検知電文を送信する。続いてステップＳ１０１１で親機１０からの通信終了電文の受信の有無を検知しており、通信終了電文の受信を検知しない場合はステップＳ１０１２に進み、ステップＳ１００７と同様に、下り電波の通信障害の有無を検知している。
【０１００】
ステップＳ１０１１で通信終了電文の受信を検知するとステップＳ１０１３に進んで上り電波の送信を停止し、ステップ１００２の待機状態に戻る。
【０１０１】
図１０は図２の親機１０の制御処理の実施形態を示したフローチャートである。図１０において、親機処理は、電源投入に伴いステップＳ２００１で初期化及び自己診断、更には各種の設定処理を行い、自己診断により異常がなければステップＳ２００２の待機状態に移行し、３１５ＭＨｚの下り電波送信は停止し、４２９ＭＨｚの上り電波の受信は連続受信としている。
【０１０２】
続いてステップＳ２００３で子機１２からの上り電波の受信を検知すると、ステップＳ２００４に進み、３１５ＭＨｚの下り電波の送信を開始し、同時に通信開始電文を下り電波に乗せて送信する。続いてステップＳ２００５で通信管理タイマをスタートし、ステップＳ２００６で受信ＬＥＤをオンする。
【０１０３】
続いてステップＳ２００７で子機１２からの停止位置検知電文の受信の有無を検知しており、電文を検知しない場合には、ステップＳ２００８で上り電波の通信障害の有無を検知しており、下り電波の受信停止が検知された場合に、所定の許容電波遮断時間を設定した受信タイマをスタートし、受信タイマがタイムアウトした場合に下り電波遮断による通信障害を検知し、ステップＳ２００２の待機状態に戻る。
【０１０４】
ステップＳ２００７で停止位置検知電文の受信を検知するとステップＳ２００９に進み、停止位置検知信号を制御部１６に出力する。続いてステップＳ２０１０で、ステップＳ２００５でスタートした通信管理タイマのタイムアウトの有無を検知しており、タイムアウトを検知しない場合はステップＳ２０１１に進み、ステップＳ２００８と同様、上り電波の通信障害の有無を検知している。
【０１０５】
ステップＳ２０１０で通信管理タイマのタイムアウトが検知されるとステップＳ２０１２に進み、子機１２に対し通信終了電文を送信し、ステップＳ２０１３で子機１２の待機状態への移行に伴う上り電波の受信停止を検知するとステップＳ２００２の待機状態に戻る。
【０１０６】
図１１は本発明による無線通信システムを適用した生産設備の他の例を示した説明図である。図１１において、生産設備は監視制御装置１００、生産ライン１０２及び保管部１０４で構成されている。生産ライン１０２は所定の生産物１０６を移動しながらラインに沿って配置された機器及び作業員による作業を通じて完成品となり、保管部１０４に送り込まれて保管される。
【０１０７】
このような生産設備にあっては、生産ライン１０２での作業中及び作業完了して保管部１０４に送り込まれた時に、生産物１０６における特定のパラメータ、例えば内部温度上昇などを監視し、異常な内部温度上昇が見られた場合に、不良品としての対応を必要とする場合がある。
【０１０８】
そこで本発明の無線通信システムにあっては、生産ライン１０２の監視制御装置１００側に親機１０を配置し、生産物１０６に子機１２を配置すると共に生産物１０６の状態を検知する状態センサとして例えば生産物１０６の内部温度を測定する温度センサ１０８及び生産物の移動を検出する図２と同様の振動センサ１５を設けて子機１２に入力接続している。
【０１０９】
親機１０及び子機１２の詳細は図２の実施形態と基本的に同じであるが、子機１２に状態センサとして生産物の内部温度を検知する温度センサ１０８を入力接続している点で相違し、これに伴い子機制御部４４は温度センサ１０８による検出温度が所定の閾値温度を超えたことを判別した場合、間欠受信を連続受信に切替えると共に上り電波の送信を開始し、これによって親機１２との間に双方向無線回線を確立し、親機１０から通信開始電文を受信した場合、温度センサ１０８の温度検知信号に基づく温度検知電文を応答電文として親機１０に送信する。また、振動センサ１５による生産物１０６がライン上を移動した場合の子機１２の間欠受信から連続受信への切替える制御を行い、親機１０へ状態情報を送信するが、この制御は図３と同様になる。
【０１１０】
なお、子機１２は親機１０に送信する電文中に、振動センサ１５の情報を使用し、生産物１０６が生産ライン１０２上で移動中なのか、保管部１０４で保管中なのかを送信することができる。
【０１１１】
図１１の無線通信システムにおける親機と子機の間の無線通信処理は図３及び図４に示したタイムチャートと基本的に同じになる。即ち、子機１２は待機状態で温度センサ１０８からの温度検知信号による検知温度が所定の閾値温度を超えたことを判別すると、間欠受信を連続受信に切替えると共に上り電波の送信を開始し、これによって親機１０との間に双方向無線回線が確立する。
【０１１２】
このように双方向無線回線が確立されると、子機１２は親機１０から通信開始電文を送ってくることから、子機１２は温度センサ１０８の温度検知信号に基づき温度検知電文を生成して親機１０に送信し、親機１０から監視制御装置１００に温度検知信号を出力する。監視制御装置１００は親機１０から出力された温度検知信号による検知温度を監視しており、異常警報を出力して内部温度が上昇した生産物の存在を報知する。そして、異常警報した生産物が移動中の場合は生産ラインを停止して除去し、保管中の場合は保管部１０４から不良品として除去するといった対応措置を行わせる。
【０１１３】
なお、子機１２側で双方向無線回線を確立するための閾値温度と、親機１０で生産物の異常を判別するための閾値温度は、同じ閾値温度であっても良いし、後者に対し前者を低い閾値温度に設定し、異常を判定する閾値温度に達する前に双方向無線回線を確立して生産物の検知温度を制御部側に送り、制御部側で生産物の異常の有無を判定するようにしても良い。
【０１１４】
このような生産中及び生産完了後に生産物の状態を監視する具体的例としては、例えばリチウム電池の生産ラインがある。リチウム電池の生産ラインでは、電池本体に電解液を投入後、電池本体の温度上昇や電圧の状態を確認する必要があり、各パラメータに異常がある場合は別工程で対応する必要があることから、このようなリチウム電池のパラメータ監視に図１１に示したように本発明による無線通信システムが適用できる。
【０１１５】
そこで電池本体に電解液を投入した後に、子機１２に入力接続した温度センサや電圧センサにより温度や電圧を検知し、所定時間の間に温度が所定の閾値を超えた場合や電圧が規定値に達しないような場合に、子機１０側の動作で親機１０との間に双方向無線回線を確立して温度検知電文や電圧検知電文を親機１０に送信して監視制御装置１０に出力し、異常を判断した場合は電解液を交換するなどの修復作業を行い、修復できない場合は不良品として取り除く。
【０１１６】
また生産ラインにおける生産物の状態を監視する他の例としては、電気部品を実装した機器等の生産物をエポキシ樹脂で封印する生産ラインがある。生産物にエポキシ樹脂を充填した場合、エポキシ樹脂の硬化が順調に行なわれていることを監視する必要がある。このようなエポキシ樹脂の硬化の判断は、反応温度や硬度の測定値をパラメータとして扱う。
【０１１７】
そこでエポキシ樹脂で封印した生産物に、状態センサとして温度センサや硬度センサを設けて子機１２に入力接続し、所定時間を経過しても反応温度や硬度が閾値に達しないような場合に、子機１０側の動作で親機１０との間に双方向無線回線を確立して温度検知電文や硬度検知電文を親機１０に送信して監視制御装置１００に出力し、エポキシ樹脂の硬化が順調に行なわれているか否か監視し、異常を判断した場合はエポキシ樹脂を再充填するなど修復作業を行い、修復できない場合は不良品として取り除く。
【０１１８】
図１２は本発明による無線通信システムを適用した生産設備の他の例を平面的に示した説明図である。図１２において、生産設備は監視制御装置２００、生産ライン２０２、分岐部２０４、分岐生産ライン２０６，２０８で構成されている。生産ライン２０２は所定の生産物２１０を移動しながらラインに沿って配置された機器及び作業員による作業を通じて組み上げられて例えば半完成品となり、分岐部２０４に送り込まれ、生産物２１０の状態に応じて分岐ライン２０６，２０８のいずれかに分岐され、分岐ライン２０６，２０８に沿って配置された機器及び作業員による作業を通じて完成品となる。
【０１１９】
監視制御装置２００は、生産ライン２０２による半完成品としての生産物２１０の状態、例えば内部温度を監視し、内部温度が正常であれば分岐部２０４を制御して分岐生産ライン２０６に生産物２１０を分岐して完成品に至る工程を行い、一方、内部温度に異常があれば、分岐生産ライン２０８に分岐し、内部温度の異常を解消する工程を経て完成品とし、もし内部温度の異常が解消されなければ不良品として取り除く。
【０１２０】
このような生産設備にあっては、生産ライン２０２において生産物２１０における特定のパラメータ、例えば内部温度などを監視する必要がある。
【０１２１】
そこで本発明の無線通信システムにあっては、分岐部２０４の分岐制御を行う監視制御装置２００側に親機１０を配置し、生産ライン２０２を移動する生産物２１０に子機１２を配置すると共に生産物２１０の状態を検知する状態センサとして例えば生産物２１０の内部温度を測定する温度センサ２１２を設けて子機１２に入力接続している。
【０１２２】
親機１０及び子機１２の詳細は図２の実施形態と基本的に同じであるが、子機１２に状態センサとして生産物２１０の内部温度を検知する温度センサ２１２を入力接続している点で相違し、これに伴い子機制御部４４は温度センサ２１２による検出温度が所定の閾値温度を超えたことを判別した場合、間欠受信を連続受信に切替えると共に上り電波の送信を開始し、これによって親機１２との間に双方向無線回線が確立し、親機１０から通信開始電文を受信した場合、温度センサ２１２の温度検知信号に基づく温度検知電文を応答電文として親機１０に送信する。
【０１２３】
図１２の無線通信システムにおける親機と子機の間の無線通信処理も図３及び図４に示したタイムチャートと基本的に同じになる。即ち、子機１２は待機状態で温度センサ１０８からの温度検知信号による検知温度が所定の閾値温度を超えたことを判別すると、間欠受信を連続受信に切替えると共に上り電波の送信を開始し、これによって親機１２との間に双方向無線回線が確立する。
【０１２４】
このように双方向無線回線が確立されると、親機１０は子機１２に通信開始電文を送ってくることから、子機１２は温度センサ２１２の温度検知信号に基づき温度検知電文を生成して親機１０に応答電文として送信し、親機１０から監視制御装置２００に温度検知信号を出力する。監視制御装置２００は親機１０から出力された温度検知信号による検知温度を監視しており、例えば所定の閾値温度以下であれば正常と判断し、分岐部２０４の制御で生産物２１０を分岐生産ライン２０６に分岐し、一方、所定の閾値温度を越える温度上昇を判別した場合は温度異常と判断し、生産物２１０を分岐生産ライン２０８に分岐する。
【０１２５】
生産中に監視する他の項目としては生産物２１０の重量でもよく、重量がその生産工程段階における規定重量範囲にあれば分岐生産ライン２０６に分岐して完成品に至る工程を行い、一方、重量がその工程段階での規定重量範囲から外れていれば、組み立て異常として、分岐生産ライン２０８に分岐して不良品として取り除く。
【０１２６】
このような生産の途中段階で生産物の状態を監視し、生産物の状態に応じてその後の生産工程を変更する生産設備の具体的な例としては、前述したリチウム電池の生産ラインがある。リチウム電池の生産ラインでは、電池本体に電解液を投入後、電池本体の温度上昇や電圧の状態を確認する必要があり、各パラメータに異常がある場合は別工程で対応する必要がある。
【０１２７】
そこで生産ライン２０２で電池本体に電解液を投入した後に、子機１２に入力接続した温度センサや電圧センサにより温度や電圧を検知し、温度が所定の閾値を超えた場合や電圧が規定値に達しないような場合に、子機１０側の動作で親機１０との間に双方向無線回線を確立して温度検知電文や電圧検知電文を親機１０に送信して監視制御装置１０に出力し、正常であれば分岐生産ライン２０６に分岐して完成品とし、異常な場合は電界液の交換や電極の入れ替え等といった修復工程をもつ分岐生産ライン２０８に分岐する。
【０１２８】
また図１２の生産ラインにおける生産物の状態を監視して分岐する他の例としては、前述した電気部品を実装した機器等の生産物をエポキシ樹脂で封印する生産ラインにも適用できる。
【０１２９】
即ち、生産ライン２０２において生産物にエポキシ樹脂を充填した場合、エポキシ樹脂の硬化が順調に行なわれていることを監視するため、生産物に温度センサや硬度センサを設けて子機１２に入力接続し、所定時間を経過しても反応温度や硬度が閾値に達しないような場合に、子機１０側の動作で親機１０との間に双方向無線回線を確立して温度検知電文や硬度検知電文を親機１０に送信して監視制御装置１０に出力し、エポキシ樹脂の硬化が順調に行なわれているか否か監視し、正常であれば分岐生産ライン２０６に分岐して完成品とし、異常であれば分岐生産ライン２０８に分岐してエポキシ樹脂の再充填等を行って修復し、修復不可の場合は不良品として取り除く。
【０１３０】
また図１２に示した生産物の状態を検知して生産ラインを分岐する生産設備としては、同一生産ラインで機種の異なる製品を混在させて生産する生産設備や小規模多品種のフレキシブル生産設備があり、このような生産設備で特定の機種に固有な工程について分岐生産ラインを設けて分岐したりバイパスさせるような場合、制御装置側に親機１０を配置し、生産品に機種情報等の状態センサ付きの子機１２を設けることで、必要なタイミングで親機１０と子機１２の間に双方向無線回線を確立して生産物の機種や温度など状態検知電文を送信して生産物の分岐制御等を行う。この通信の確立タイミングは子機１２に設けた図２と同様の振動センサ１５を設けて、移動を検知した際に機種情報やそのほかの監視情報を親機側に通信して生産ラインの分岐を行うことができる。
【０１３１】
図１３は本発明の無線通信システムを野生動物の観察に適用した実施形態の概略を示した説明図である。
【０１３２】
図１３において、子機１２は振動センサを内蔵しており、観察対象とする例えばクマなどの野生動物３００に装着され、電池電源で動作する。野性動物３００に対する子機１２の装着には例えば首バンドを使用する。
【０１３３】
親機１０は子機１２を装着した野生動物の行動予測エリア付近に設置される。親機１０の電源は電池、太陽電池、商用電源など適宜の電源が設置環境に応じて使用できる。また親機１０は観察者が携帯したり、車両に搭載して移動しても良い。
【０１３４】
親機１０は例えばネットワーク３０２を介して観察装置３０４に接続され、観測装置３０４は親機１０から送信された野生動物の活動検知データを収集して記憶管理し、また必要に応じて時間軸に対する行動パターンを生成する。活動検知データとしては、緯度経度や高度で示す現在の位置情報、移動履歴、移動時間、停止時間、体温などの情報であり、観測する情報にあわせてセンサを備える。ネットワーク３０２としては携帯端末用の無線ネットワークでも良いし、適宜の有線ネットワークでも良い。
【０１３５】
親機１０及び子機１２の詳細は図２の実施形態と基本的に同じであるが、双方向無線回線で使用する周波数として野生動物の監視に適した周波数を選択し、また、子機１０に対するセンサとしては振動センサ１５のみを設けている。
【０１３６】
親機１０及び子機１２は、例えば送信電力１ｍＷ低下の特定小電力無線局（免許不要）または簡易無線局（免許必要）に準拠した構成を備える。
【０１３７】
特定小電力無線局に準拠する場合、図２と同様に、親機１０は下り周波数ｆ１＝３１５ＭＨｚの電波を送信し、子機１０は親機１０から送信した下り周波数ｆ１＝３１５ＭＨｚの電波を受信する。これが下り無線回線となる。一方、子機１２は上り周波数ｆ２＝４２９ＭＨｚの電波を送信し、親機１０は子機１２が送信した上り周波数ｆ２＝４２９ＭＨｚの電波を受信し、これが上り無線回線となる。なお、下り周波数ｆ１＝３１５ＭＨｚと上り周波数ｆ２＝４２９ＭＨｚの電波は所謂４００ＭＨｚ帯と呼ばれる。
【０１３８】
また簡易無線局に準拠する場合、親機１０は下り周波数ｆ１＝１５４．４５ＭＨｚの電波を送信し、子機１２は親機１０から送信した下り周波数ｆ１＝１５４．２５ＭＨｚの電波を受信する。これが下り無線回線となる。一方、子機１２は上り周波数ｆ２＝１５４．６１ＭＨｚの電波を送信し、親機１０は子機１２が送信した上り周波数ｆ２＝１５４．６１ＭＨｚの電波を受信し、これが上り無線回線となる。なお、下り周波数ｆ１＝１５４．２５ＭＨｚと上り周波数ｆ２＝１５４．６１ＭＨｚの電波は所謂１５０ＭＨｚ帯と呼ばれる。
【０１３９】
観察対象とする野生動物３００が生息する場所は山間地が多く、樹木や地形により電波が妨げられ、各種の検証試験結果から１５０ＭＨｚ帯が望ましいとされており、送信電力１ｍＷにより約５００〜１０００ｍの通信可能距離が確保可能である。一方、４００ＭＨｚ帯も使用可能であるが、１５０ＭＨｚ帯に比べ通信可能距離が数百メートル以内と短めになることが報告されている。このため行動範囲の狭い野生動物については４００ＭＨｚ帯とし、行動範囲の広い野生動物については１５０ＭＨｚ帯とするといった使い分けが望ましい。
【０１４０】
また１台の親機１０では野生動物の行動範囲をカバーできないことから、複数台の親機１０を分散配置するようにしても良いし、下り周波数ｆ１の電波と上り周波数ｆ２の電波をそれぞれ送受信する中継器を設置するようにしても良い。
【０１４１】
図１４及び図１５は、図１３の野生動物の観察に適用した本発明による無線通信システムの無線通信処理を示したタイムチャートである。図１４において、親機１０はステップＳ１で待機状態にあり、待機状態にあっては下り電波の送信を停止すると共に上り電波を連続受信している。また野生動物１００に設けた子機１２はステップＳ１０１で待機状態にあり、この待機状態にあっては、上り電波の送信は停止し、下り電波の受信は間欠受信としている。なお、親機１０は必要に応じて子機側に状態監視の問い合わせ電文を送信し、これを受けた子機１２は現在の位置情報、行動履歴や電池残量などの子機側の情報を連絡する。子機１２は電池駆動なので受信部を間欠駆動することで電池消耗を抑えている。
【０１４２】
このような親機１０及び子機１２の待機状態で、野生動物３００が活動していると、野生動物３００の動きに応じて振動センサ１５がステップＳ２０１で振動を検知して子機１２に出力し、子機１２はステップＳ１０２で間欠受信を連続受信に切替え、ステップＳ１０３で上り電波を送信し、ステップＳ１０４で送信ＬＥＤをオンして回線確立表示を行い、ステップＳ１０５で回線確立タイマをスタートする。
【０１４３】
親機１０はステップＳ２で子機１２からの上り電波を受信すると、ステップＳ３で通信管理タイマをスタートする。続いて親機１０はステップＳ４で下り電波を送信し、ステップＳ５で受信ＬＥＤをオンする。これにより親機側で回線確立表示を行う。続いてステップＳ６で下り電波に乗せて通信開始電文を子機１２に送信する。
【０１４４】
子機１２はステップＳ１０６で親機１０からの通信開始電文を受信すると、ステップＳ２０２の振動センサ１５による振動検知に基づきステップＳ１２１で野生動物３００の活動を示す活動検知電文を生成して親機１０に送信する。続いて図１５に示すように、親機１０はステップＳ１９で子機１２からの活動検知電文を受信すると、観察装置３０４に活動検知データを時刻情報と共に送信して記憶させる。
【０１４５】
親機１０はステップＳ９で通信管理タイマのタイムアウトを検知すると、ステップＳ１０で通信終了電文を子機１２に送信する。子機１２はステップＳ１０８で通信終了電文を受信すると、ステップＳ１０９で上り電波の送信を停止し、ステップＳ１１０で連続受信を間欠受信に切り替えて待機状態に移行する。親機１０はステップＳ１１で子機１２からの上り電波の受信停止を検知すると、ステップＳ１２で下り電波の送信停止に切り替えて待機状態に移行する。
【０１４６】
図１６及び図１７は、図１３の野生動物の観察に適用した本発明による無線通信システムの無線通信処理の他の実施形態を示したタイムチャートであり、野生動物に設けた振動センサの振動検知信号から所定時間を越える振動停止を検知した場合に、子機と親機の間に双方向無線回線を確立して必要な電文を送受信するようにしたことを特徴とする。
【０１４７】
図１６において、親機１０はステップＳ１で待機状態にあり、また野生動物３００に設けた子機１２はステップＳ１０１で待機状態にあり、この待機状態にあっては、上り電波の送信は停止し、下り電波の受信は間欠受信としている。
【０１４８】
このような親機１０及び子機１２の待機状態で、野生動物３００が活動を休止していたとすると、子機１２はステップＳ１２２で例えば数日といった所定期間にわたる振動停止を検知した場合、子機１２のステップＳ１０２〜Ｓ１０６の処理及び親機１０のステップＳ２〜Ｓ６の処理となる図３に示したと同じ処理を通じて双方向無線回線を確立する。
【０１４９】
続いて子機１２はステップＳ１０６で親機１０からの通信開始電文の受信を検知すると、ステップＳ１２３で活動停止電文を生成して親機１０に送信する。親機１０は図１７のステップＳ２１で子機１２からの活動停止検知電文を受信し、ステップＳ２２で活動停止検知データを時刻情報と共に観察装置１０４に送信し、例えば野生動物３００が冬眠に入ったことを認識処理する。
【０１５０】
続いて親機１０はステップＳ９〜Ｓ１２の処理、また子機１２はステップＳ１０８〜Ｓ１１０の処理を通じて待機状態に戻るが、子機１２にあっては、野生動物３００が活動を停止して冬眠に入ったことから、ステップＳ１２４で待機状態における下り電波を受信する間欠受信の周期を拡大し、冬眠中における子機の消費電力を低減して電池寿命を延ばすようにする。
【０１５１】
勿論、ステップＳ１２４で間欠受信周期を拡大した後の待機状態で図１２に示したように、野生動物が冬眠から覚めて活動を開始することで振動検知され、これに基づき子機１２と親機１０の間に無線通信回線が確立されて信号送受信が行われると、元の間欠受信周期に戻す。
【０１５２】
また、子機１２に備えた緯度経度などの位置情報センサで位置を検出して、所定期間位置に変化がなかったら、通常の睡眠あるいは冬眠中であると判断して間欠受信周期を拡大するようにしても良い。
【０１５３】
なお本発明の無線通信システムの適用は生産設備や野生動物監視に限定されず、固定側と移動側の配置又は装置をもつ適宜の対象に適用することができる。
【０１５４】
また親機と子機の間で双方向無線回線を確立した状態で送受信される信号は、子機側からのセンサによる検知信号以外に、必要に応じて適宜の信号を送受信することができる。
【０１５５】
また上記の実施形態にあっては、子機からの上り電波を親機で受信して下り電波を送信することにより双方向無線回線を確立した後に、親機から通信開始電文を子機に送信し、子機で通信開始電文を受信してセンサによる停止位置検知や振動検知に基づく応答電文を送信しているが、親機から通信開始電文を送信せず、子機で下り電波の受信を検知したら、センサによる停止位置検知や振動検知に基づく応答電文を送信するようにしても良い。
【０１５６】
また上記の実施形態にあっては、親機と子機を１台ずつ設けた場合を例にとっているが、複数の生産物や野生動物の状態を監視または観察する場合には、親機から送信する下り電波と子機から送信する上り電波について複数の周波数チャンネルを準備し、親機と子機のペア毎に割当てる周波数分割多重方式とすれば良い。この場合、親機側については親機制御部を共通とし、送信回路と受信回路を複数の周波数チャンネル分設けるような構成とし、１台の親機に対し複数台の子機を対応させることができる。
【０１５７】
また本実施形態の無線通信システムにあっては、親機と子機との間に周波数の異なる下り無線回線と上り無線回線（双方向無線回線）を確立して、子機に入力接続しているセンサによる検知信号をリアルタイムで親機側に送って外部に出力するようにしているが、センサで検知してから無線回線を介して子機から親機に送り、更に外部の機器に出力されるまでには、所定の伝送時間が必要になることから、この伝送時間の遅れを考慮した制御処理を行うことが必要であり、同時に伝送遅れがあっても十分に対応できる制御に本実施形態の無線通信システムを適用することが必要となる。
【０１５８】
また図１４〜図１７に示した野生動物の観察に利用した本発明による無線通信システムの処理は、図１に示した生産設備にも適用できる。即ち移動側となるワーク２４に子機１２と振動センサ１５を設け、ワーク２４の移動に伴う振動検知で子機１２と親機１０の間に双方向無線回線を確立して必要な信号を送受信し、また生産作業が終了した場合に振動停止を検知して子機１２と親機１０の間に双方向無線回線を確立して必要な信号を送受信すれば良い。
【０１５９】
また本発明は、その目的と利点を損なうことのない適宜の変形を含み、更に上記の実施形態に示した数値による限定は受けない。
【符号の説明】
【０１６０】
１０：親機
１２：子機
１４：停止位置センサ
１５：振動センサ
１６：制御部
１８：駆動部
２０：搬送機構
２２ａ〜２２ｃ：ステーション
２４：ワーク（移動側）
２６ａ〜２６ｃ：停止位置マーカ
２８：親機制御部
３０，４８：送信部
３２，４６：受信部
３４，５０：アンテナ
３６，５２：操作部
３８，５４：表示部
４０：入出力部
４２：電源部
４４：子機制御部
５６：電池電源
３００：野生動物
３０４：観察装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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